Roger Penrose hat nicht nur Schwarze Löcher untersucht. Er hat sie kartiert.
Der britische Mathematiker und Relativist verbrachte die 1960er Jahre damit, die Grundzüge dieser kosmischen Monster zu berechnen. Seine Arbeit war so grundlegend, dass sie ihm 2020 den Nobelpreis für Physik einbrachte. Er hat es nicht alleine gewonnen. Er teilte sich die Ehre mit der amerikanischen Astronomin Andrea Ghez und dem deutschen Astronomen Reinhard Genzel.
Penroses Weg an die Spitze verlief nicht linear. Er erwarb seinen Ph.D. 1957 schloss er sein Studium der algebraischen Geometrie an der Universität Cambridge ab. Danach war er ein echter Hingucker. Zeitweilige Stationen führten ihn an Universitäten in England und den USA. 1964 ließ er sich als Dozent am Birkbeck College in London nieder und wurde schließlich Professor für angewandte Mathematik. 1973 wechselte er an die Universität Oxford, um dort den Rouse-Ball-Lehrstuhl für Mathematik zu übernehmen. Für seine Verdienste um die Wissenschaft wurde er 1994 zum Ritter geschlagen.
Die Singularität und die Karte
Im Jahr 1969 gelang Penrose etwas Bemerkenswertes. Zusammen mit Stephen Hawking bewies er, dass alle Materie im Inneren eines Schwarzen Lochs zu einer Singularität zusammenfällt.
Eine Singularität ist ein geometrischer Punkt im Raum. Dort wird die Masse auf unendliche Dichte komprimiert. Die Lautstärke sinkt auf Null. Es ist ein Ort, an dem die Physik, wie wir sie kennen, zusammenbricht.
Penrose entwickelte auch eine Möglichkeit, die Raumzeitregionen um ein Schwarzes Loch zu kartieren. Raumzeit ist ein vierdimensionales Kontinuum. Es hat drei Raumdimensionen und eine Zeitdimension. Er nannte diese Karten Penrose-Diagramme.
Ein Penrose-Diagramm ermöglicht es, die Auswirkungen der Gravitation auf ein Objekt zu visualisieren, das sich einem Schwarzen Loch nähert.
Diese Visualisierung ist der Schlüssel. Damit können Wissenschaftler sehen, wie die Schwerkraft die Reise von allem, was hineinfällt, verzerrt.
Fliesenlegen und Nachdenken
Penroses Neugier beschränkte sich nicht nur auf die Kosmologie. Er entdeckte Penrose-Fliesen. Dabei handelt es sich um eine Reihe von Formen, die eine Ebene abdecken können. Der Trick besteht darin, dass kein sich wiederholendes Muster verwendet wird. Es ist aperiodisch. Es stellt unser Verständnis von Ordnung und Symmetrie in Frage.
Er richtete seinen Blick auch auf den Geist. Wie funktioniert Bewusstsein?
Er argumentierte, dass die Standardphysik nicht ausreiche. Zur Erklärung des Bewusstseins ist die Quantenmechanik erforderlich. Er legte dies in zwei Büchern dar: „The Emperor’s New Mind“ (1989) und „Shadows of the Mind“ (1994).
Sein 2004 erschienenes Buch „The Road to Reality“ bietet einen umfassenden Überblick über Mathematik und Physik. Es ist ein Versuch, alles miteinander zu verbinden.
Zyklen der Zeit
Penrose hörte hier nicht auf. Im Jahr 2010 veröffentlichte er Cycles of Time: An Extraordinary New View of the Universe. Hier schlug er eine konforme zyklische Kosmologie vor.
Diese Theorie betrachtet den Urknall nicht als ein einmaliges Ereignis. Es sieht es als endlos wiederkehrend an. Das Universum dehnt sich aus, verblasst und beginnt von neuem.
Die Royal Society erkannte seine weitreichende Wirkung schon lange vor der Nobelpreisverleihung an. Sie verliehen ihm 2008 die Copley-Medaille. Es handelt sich um eine der ältesten und renommiertesten wissenschaftlichen Auszeichnungen der Welt.
Penrose überschreitet immer wieder Grenzen. Von Fliesenböden bis zum Rand des Universums findet er Muster dort, wo andere sie sehen
